电容器安全规范性能测试是元器件制造与应用领域中最重要的测试内容之一。近年来,随着新型电容器,尤其是特种薄膜电容器的储能密度越来越高,电容器中绝缘介质的实际工作场强常常接近临界击穿场强,这对高储能密度电容器安全规范性能测试准确度提出了非常高的要求。传统的电容器安全规范测试设备通常基于依次进行电容器恒压充电、定时保持、漏电流检测、RC放电等步骤进行检查的工作流程,测试效率、测量准确度已难以满足大批量生产时快速准确测量的需求。研究新型电容器安规检测技术及设备,确保出厂检验时能高效率、高准确度的识别具有绝缘缺陷的电容器,具有十分重要的意义。本课题来源于南京某仪器企业委托的校企联合研发项目,围绕多种类型电容器电气安全规范性能测试过程中的高速充放电、动态测试分析与实时保护、精密检测等关键技术展开研究。本学位论文研究的新型电容器安规性能检测仪通过恒流/恒压柔性切换的充电模式对被测电容器快速充电,并对充电状态自动识别,当电容器在充满电荷后快速进行直流漏电流精密检测量,判断出电容器是否满足绝缘性能要求。当存在绝缘缺陷时,电容器在充电过程中存在被击穿或漏电的危险。为解决该问题,本系统对充电的动态过程实时高速监测,当充电电压斜率发生异常突变时,快速切断充电回路,避免出现安全事故。本学位论文在对新型电容器安全规范动态检测机理研究的基础上进行嵌入式系统软硬件设计,研究内容包括:恒流/恒压柔性充电的极化直流高压源模块研制、漏电流精密检测模块研制、基于FPGA的高速信号采集与测控模块研制、基于ARM7的主控制器模块研制及嵌入式系统软件设计。其中,极化高压源模块采用基于倍压电路和线性调整管的线性电源方案,实现电压1～1000V、电流0.5mA～500mA的直流输出;漏电流精密检测模块采用多档位电流/电压转换电路,实现对100pA～20mA的宽范围电流信号的转换、放大及滤波等信号调理,其中对低于1OnA的微电流采用高精度T型反馈网络;基于FPGA的高速信号采集与测控模块,实现对动态检测过程中的充电电流、充电电压、漏电流进行多路实时高速检测,并在FPGA中实现数字低通滤波及数据暂存,实时判断动态测量中的异常工作点,并根据故障信息进行异常处理;基于ARM7的主控制器模块,实现控制FPGA对系统进行测量,完成算法分析、人机交互、RS232串行通信等功能。本学位论文在对整机测量系统误差模型研究的基础上,进行系统误差理论分析,提出误差修正方法,并由MCU实现。本学位论文包括五个章节。第一章绪论,介绍了电容器安规特性动态测量仪的应用背景、国内外研究现状,及本课题的主要研究内容,深入讨论了电容器的动态物理特性、电容器绝缘电阻/漏电流测量原理及电容器耐压测试原理。第二章系统总体方案,根据系统的设计指标提出电容器安规特性动态测量仪的系统总体架构,并对各主要模块设计方案进行论证。第三章硬件系统设计,在对各模块测量原理、功能需求、指标要求分析的基础上,详细介绍系统各模块关键实现电路及其工作原理。第四章系统软件设计,详细介绍了基于FPGA的驱动程序设计以及基于ARM7的主控制器程序设计,在系统误差产生机理分析的基础上讨论了基于ARM7的校准程序设计。第五章系统调试与数据分析,依据大量实验数据深入分析样机的性能,并针对研制过程中遇到的典型技术问题及其解决措施进行了详细讨论。本学位论文完成的新型电容器安规特性动态测试仪,已经完成功能样机研制,测试结果基本达到委托单位的合同要求,目前正在根据功能样机的测量结果和出现的问题进行改进,以进一步提升系统的性能。